能處理寬電壓范圍的快速穩(wěn)定的微微安培計電路

對模擬開關、多路復用器、運算放大器和其它IC的評估是對IC測試工程師提出的挑戰(zhàn)。典型的測試需要把測試電壓或強制電壓施加到器件的輸入端，并測量導致的任何泄漏電流和偏移電流，這經常是在1pA或更低的級別進行的。圖1、圖2、圖3 中的低功耗測量電路與緩慢而昂貴的商品化自動測試儀形成了鮮明對比，這種電路能強制很寬的測試電壓范圍并提供快速穩(wěn)定，使器件測試吞吐速度達到最高。表面貼裝元件的廣泛使用使它的印制電路板空間要求降到了最低，并使多個測量電路的封裝能靠近測試夾具。

　　該電路包含強制電壓緩沖器/放大器、浮動軌電源、IVC（電流至電壓轉換器）。向待測器件施加強制電壓會引發(fā)泄漏電流，電路把該泄漏電流轉換成與它成比例的輸出電壓。在常規(guī)IVC中，待測電流在分流電阻器兩端形成電壓。IVC使用一種反饋安培計拓撲，其中的運算放大器IC₁是Analog Devices 公司的 AD795，它把未知電流從反饋電流中減去，并提供與未知電流成比例的輸出電壓（圖1）。

　　在該設計中，輸入端的直流電阻主要包含R₂和IC₁的有效輸入電阻，在直流電下略大于100Ω。在電源線路的50Hz ~ 300Hz范圍的頻率下，電路的交流阻抗平均值約為10 kΩ，即典型分流電阻IVC的輸入電阻（約為10MΩ）的千分之一。電路的 100MΩ反饋電阻器R₁提供的電流至電壓轉換比率是分流轉換比率的10倍。該設計的穩(wěn)定速度比分流轉換器快得多，并且能在電源線路頻率下提供良好的干擾抑制。在測試運算放大器的輸入電流時，它還減弱了不需要的分壓效應。

　　R₁產生的電流至電壓轉換比率為 100mV/pA。放大器IC₂是 AD795，提供大小為10的額外電壓增益，從而把比率提高到1mV/pA，并減小了差分放大器IC₃的CMRR（共模抑制比）引入的誤差影響。差分放大器IC₃是OP1177，把強制電壓從IVC的輸出電壓中減去，并提供接地參考輸出信號。

　　一對背對背的BAV199二極管D_1A和D_1B把高電流分流到強制電壓放大器 IC₄及其保護性保險絲F₁，由此保護IC₁不受電壓過載的損害。當強制電壓迅速從一個值轉換到另一個值時，這些二極管在高轉換率間隔期間提供高驅動電流，由此極大改善 IVC 的穩(wěn)定時間。

　　一個得到輕微補償、增益為3的高壓OPA551放大器IC₄依靠

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